SU851300A1

SU851300A1 - Vibrational source of seismic signals

Info

Publication number: SU851300A1
Application number: SU792831139A
Authority: SU
Inventors: Валерий Вильгельмович Циммерман
Original assignee: Специальное Конструкторское Бюросейсмической Техники
Priority date: 1979-10-26
Filing date: 1979-10-26
Publication date: 1981-07-30

Description

1one

Изобретение относитс к сейсморазведке , а именно к вибрационным источникам сейсмичесь их сигналов.The invention relates to seismic exploration, in particular to the vibration sources of the seismicity of their signals.

Известен вибрацио ный источник j сейсмических сигналов, содержащий систему управлени и гидравлический исполнительный механизм, образованный штоком, соединенным с излучающей плитой и цилиндром, выполн ющим фун- to кции генерционной массы, на котором установлен электрогидравлический усилитель 11.A vibration source j of seismic signals is known, which contains a control system and a hydraulic actuator formed by a rod connected to a radiating plate and a cylinder that performs the functions of a generational mass on which an electro-hydraulic amplifier 11 is installed.

Недостатками этого вибрационного источника вл ютс значительные . j Нелинейные искажени выходного сигнала , вызываемые нелинейностью характеристики гидравлического исп лнительного механизма, которые привод т к по влению дополнительных rap-2Q монических составл ющих в выходном сигнале, в особенности в области низких частот.The disadvantages of this vibration source are significant. j Nonlinear output distortion caused by non-linear characteristics of the hydraulic actuator that leads to the appearance of additional rap-2Q monic components in the output signal, especially in the low-frequency domain.

Известен также виграционный источник сейсмических сигналов, содержа- 25 щий систему управлени и гидравлический исполнительный механизм, образованный штоком, соединенным с излучающей плитой и цилиндром, выполн ющим функции инерционной массы, на котором установлен электрогидравлический усилитель золотникового типа 2.A migration source of seismic signals is also known, which contains a control system and a hydraulic actuator formed by a rod connected to a radiating plate and a cylinder that functions as an inertial mass on which an electro-hydraulic spool-type amplifier 2 is installed.

Недостатком данного вибрационного источника вл етс нелинейность силовой характеристики, привод ща к По влению нежелательных гармонических составл ющих в выходном сигнале и ухудшению получаемого сейсмического материала,The disadvantage of this vibration source is the non-linearity of the power characteristic resulting in the appearance of unwanted harmonic components in the output signal and the deterioration of the resulting seismic material,

Цель изобретени - улучшение эксплуатационных характеристик вибрационного источника путем повышени линейности его силовой характеристики .The purpose of the invention is to improve the performance characteristics of a vibration source by increasing the linearity of its power characteristics.

Указанна цель достигаетс тем, что вибрационный источник сейсмических сигналЬв, содержащий систему управлени и гидравлический исполнительный механизм, образованный штоком , соединеннык с излучающей плитой и цилиндром, на котором установлен электрогидравлйческий усилитель, преимущественно многокаскадный золотникового типа, каждый каскад которого содержит золотник и корпус, снабжен, по крайне мере, одной дополнительной инерционной массой, соединенной с золотником электрогидравлического усилител , причемThis goal is achieved by the fact that a vibration source of seismic signals, containing a control system and a hydraulic actuator formed by a rod, is connected to a radiating plate and a cylinder on which an electrohydraulic amplifier, mainly a multi-stage spool type, is installed, each cascade of which includes a valve and a housing is equipped with at least one additional inertial mass connected to the spool of the electro-hydraulic amplifier, and

дополнительна инерционна масса выполнена с возможностью регулировани ее по величине.the additional inertial mass is designed to regulate its size.

При такой конструкции вибрационного источника одновременно с массивным цилиндром гидравлического исполнительного механизма движетс размещенный на нем электрогидравлический усилитель, а следовательно, и дополнительна инерционна масса, соединенна , например, с управл ющим золотником. При этом на золотник со стороны дополнительной инерционной массы действует сила инерции, котора вл етс сигналом обратной св зи по усилию, развиваемому вибрационньли ис точником. Пол рность образованной дополйительной обратной св зи .устанавливаетс соответствующим подключением электрогидравлического усилител к исполнительному механизму, а оптимальное ее значение - величино дополнительной инерционной массы, дл чего она выполнена с возможность регулировани ее по величине.With this design of the vibration source, simultaneously with the massive cylinder of the hydraulic actuator, the electro-hydraulic amplifier placed on it moves, and consequently, an additional inertial mass connected, for example, with a control spool. At the same time, an additional inertial mass is exerted on the spool by the force of inertia, which is a feedback signal on the force developed by the vibration source. The polarity of the additional feedback formed is established by the appropriate connection of an electro-hydraulic amplifier to the actuator, and its optimal value is the value of the additional inertial mass, for which it is made with the possibility of adjusting it in magnitude.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый вибрационный источник; на фиг. 2 - его структурна схема.FIG. 1 schematically shows the proposed vibration source; in fig. 2 - its structural scheme.

Источник содержит систему 1 управлени , электрогидравлический усилитель , состо щий из электромеханического преобразовател 2 и двух каскадов гидроусилени , включающих в себ корпусы 3 и 4 и золотники 5 и 6, гидравлический исполнительный механизм , состо щий из массивного, цилиндра 7 и штока 8, соединенного с излучающей плитой 9. Золотник 5 первого каскада гидроусилител соедине« с дополнительной инерционной массой 10 котора образует местную отрицательную обратную св зь по усилию, развиваемому вибрационным источником.The source contains a control system 1, an electro-hydraulic amplifier consisting of an electromechanical transducer 2 and two hydraulic booster cascades including bodies 3 and 4 and spools 5 and 6, a hydraulic actuator consisting of a massive cylinder 7 and a rod 8 connected to radiating plate 9. The spool 5 of the first stage of the hydraulic booster is connected to an additional inertial mass 10 which forms a local negative feedback on the force developed by the vibratory source.

Источник работает следующим образом .The source works as follows.

Система управлени вырабатывает сигнал, привод щий к смещению золотника 5 вверх относительно среднег положени . При этом рабоча жидкость поступает в нижнюю (фиг. 1) полость второго каскада гидроусилени и вызывает перемещение .золотника 6 вверх, в результате чего рабоча жидкость поступает в верхнюк) полость цилиндра исполнительного механизма и также вызывает его движение вверх. При движении цилиндра 7 благодар наличию дополнительной инерционной массы 10, соединенной с золотником 5, на последний действует сила инерции , направленна в сторону, противоположную первоначальному смещению золотника 5, что свидетельствует о том, что образованна обратна св зь вл етс отрицательной.The control system generates a signal leading to a displacement of the spool 5 upwards relative to the average position. In this case, the working fluid enters the lower (Fig. 1) cavity of the second hydroelectric stage and causes the movement of the hammer 6 upwards, with the result that the working fluid enters the upper cylinder cavity of the actuator and also causes it to move upwards. When the cylinder 7 moves, due to the presence of additional inertial mass 10 connected to the spool 5, the inertia force acts on the latter in the direction opposite to the initial displacement of the spool 5, which indicates that the feedback formed is negative.

Сигнал управлени (S) (фиг,2), усиленный усилителем с коэффициентом передачи K,jc(S), поступает на обмотку электромеханического преобразовател (ЭМП), в результате чего на подвижный корь ЭМП действует сила R{S)t электромагнитного происхождени . В результате действи сил R(s) и R(S) корь ЭМП, соединенный с управл ющим золбтником гидроусилител (ГУ)jосуществл ет движение X(S) . Смещение управл ющего золотника вызывает расход жидкости через управл ющий каскад, отчего распределительный золотник гидроусилител осуществл ет движение Y(S), Смещение распределительного золотника приводит к по влению на гидроцилиндре исполнительного механизма силы F{S), св занной с перемещением распределительного золотника нелинейной зависимост G(S). При действии силы F;s) на цилиндр , обладающий массой М, он осуществл ет движение 2(5)The control signal (S) (FIG. 2), amplified by an amplifier with a transmission coefficient K, jc (S), is applied to the winding of an electromechanical transducer (EMI), with the result that the electromagnetic field R (S) t acts on the moving EMF. As a result of the action of the forces R (s) and R (S), the EMF measles, coupled with the pilot servo of the hydraulic booster (PG) j, performs the movement X (S). The displacement of the control spool causes fluid flow through the control cascade, causing the hydraulic booster control valve to move Y (S). The displacement of the control spool causes the actuator F (S) to move on the hydraulic cylinder due to the displacement of the control spool non-linear dependence G (S). Under the action of force F; s) on a cylinder having a mass M, it performs movement 2 (5)

Z(S) F(S)j;5|rZ (S) F (S) j; 5 | r

Поскольку вместе с цилиндром движетс размещенный на нем гидроусилитель с дополнительной инерционной массой т, то она также осуществл ет движение Z(S), в результате чего возникает действующа на дополнительную инерционную массу сила инерцииSince a hydraulic booster with an additional inertial mass t moves along with the cylinder, it also moves Z (S), as a result of which the inertia force acting on the additional inertial mass

ROC(S) (S) F(S),ROC (S) (S) F (S),

котора пропорциональна, усилию F(S) развиваемому исполнительным механизмом .which is proportional to the force F (S) developed by the actuator.

Образованна отрицательна обратна св зь, сигналом которой вл етс сила R(jcXS) / вл етс местной обратной св зью, так как она охватывает лишь часть системы, включающей звень W,j(S), W,,(S) и G(S) (фиг,2),The resulting negative feedback, the signal of which is the force R (jcXS) / is the local feedback, as it covers only part of the system, including the links W, j (S), W ,, (S) and G (S ) (Fig, 2),

Местна отрицательна обратна св зь обладает известными преимуществами перед общей отрицательной обратной св зью (на фиг, 2 обозначена пунктиром), котора , как уже отмечалось выше, не может быть достаточно глубокой, и, следовательно , эффективной I из-за опасности потери устойчивости системы управлени . Местна же отрицательна обратна св зь позвол ет не только дополнительно увеличить линейность силово характеристики вибратора, но и уве личить запас устойчивости системы, что позвол ет с целью повьииени точности работы вибратора увеличить глубину имеющихс отрицательных об-. ратных св зей (не показаны), например по положению распределительного золотника или по положению цилиндра 7 исполнительного механизма.Local negative feedback has known advantages over overall negative feedback (in FIG. 2, indicated by dashed lines), which, as noted above, cannot be deep enough and, therefore, effective I due to the danger of loss of control system stability. . Local negative feedback allows not only to additionally increase the linearity of the power characteristics of the vibrator, but also to increase the stability margin of the system, which allows to increase the depth of the negative volumes to increase the accuracy of the vibrator operation. Military communications (not shown), for example, by the position of the distribution spool or by the position of the actuator cylinder 7.

Технико-экономическа эффективность изобретени заключаетс в улучшении эксплуатационных характеристик вибрационного источника за счет повышени линейности его силовой характеристики и, как следствие, в улучшении качества и повышении достоверности пйлучаемого сейсмического материала. ,The technical and economic efficiency of the invention consists in improving the operating characteristics of the vibration source by increasing the linearity of its power characteristics and, as a result, in improving the quality and reliability of the received seismic material. ,

Claims

Invention Formula

, 1, A vibrational source of seismic signals containing a control system and a hydraulic actuator formed by a rod connected to a radiating plate and a cylinder, on which an electro-hydraulic amplifier, mainly a multi-stage spool type, is installed, the keicd cascade of which contains a spool and a housing, characterized in that in order to improve performance, it is provided with at least one additional inertial mass connected to the slide valve eskogo amplifier.

2. Source of pop. 1, characterized in that the additional inertia mass is adapted to regulate it in magnitude.

Sources of information taken into account during the examination 1. US patent 336370, cl. 181-0,5, published. 1968.

2. The patent of the USA 3106982, cl.181-0,5, 5 publications. 1963 (prototype).

ten

.

V9.C. (f)

R

6I, ttffs)

yfs}

epp

/ U

1G

II

Y /